三元锂电池的结构与基本原理

1.三元锂电池结构　　“三元锂电池”全称是“三元聚合物锂电池”，三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料，里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高。

　　镍钴锰三元正极材料结构特征：　　三元理电池结构图　　镍钴锰三元材料通常可以表示为：LiNixCoyMnzO2.其中x+y+z=1.　　依据3种元素的摩尔比(x∶y∶z比值)的不同，分别将其称为不同的体系，如组成中镍钴锰摩尔比(x∶y∶z)为1∶1∶1的三元材料，简称为333型;摩尔比为5∶2∶3的体系，称之为523体系等。

333型、523型和811型等三元材料均属于六方晶系的α-NaFeO2型层状岩盐结构　　例如：NCM811电池，811电池实际来说指的是电池的电极材料，从正极材料上面来说，主要是用80%的镍、10%的钴和10%的锰，简单来说就是将电极的材料变成了8：1：1.　　2.三元锂电池工作原理　　镍钴锰三元材料中，3种元素的的主要价态分别是+2价、+3价和+4价，Ni为主要活性元素。

其充电时的反应及电荷转移如下：　　正极反应：LiMO2—→Li1-xMO2+xLi++xe-　　负极反应：nC+xLi++xe-—→LixCn　　电池总反应：LiMO2+nC—→Li1-xMO2+LixCn　　它的阳极采用能吸藏锂离子的碳极， 放电 时，锂变成锂离子，脱离电池阳极，到达锂电池阴极。

锂离子在阳极和阴极之间移动，电极 本身不发生变化这是锂电池与金属锂电池本质上的差别锂电池的阳极为石墨晶体，阴极通常为二氧化锂充电时，阴极中锂原子电离成锂离子和电子，并且锂离子向阳极运动与电 子合成锂原子。

放电时，锂原子从石墨晶体内阳极表面电离成锂离子和电子，并在阴极处合成锂原子所以，在该电池中锂永远以锂离子的形态出现，不会以金属锂的形态出现　　三元聚合物锂电池在容量与安全性方面比较均衡的材料，循环性能好于正常钴酸锂，前期由于技术原因其标称电压只有3.5-3.6V，在使用范围方面有所限制，但到目前，随着配方的不断改进和结构完善，电池的标称电压已达到3.7V，在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。

　　3.三元锂电池正确的充电方法　　(1)用配套的充电器，将三元锂电池充满后，辅充一个小时，就可以了　　(2)放电到还剩20℅左右，再充电，过度放电会损坏三元锂电池　　(3)三元锂充电时尽量一次充满　　单节锂电池的最高充电终止电压为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子丢失太多而使电池报废。

对锂电池充电时，应采用专用的恒流、恒压充电器，先恒流充电至锂电池两端电压为4.2V后，转入恒压充电模式;当恒压充电电流降至100mA时，应停止充电　　放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证在下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。

否则，电池寿命会缩短为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子，就要严格限制放电终止最低电压，也就是说锂电池不能过放电　　单节锂电池的放电终止电压通常为3.0V，最低不能低于2.5V电池放电时间长短与电池容量、放电电流大小有关。

电池放电时间(小时)=电池容量/放电电流，且锂电池放电电流(mA)不应超过电池容量的3倍，例如：1000mAh的锂电池，则放电电流应严格控制在3A以内，否则会使电池损坏免责声明：本文来源：[中国传动网]的所有文字、图片、音视和视频文件，版权均为中国传动网(www.chuandong.com)独家所有。

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